TY - GEN

T1 - Simulation of Robot Dynamics and its Application to Path Error Compensation

AU - Grotjahn, Martin

AU - Heimann, Bodo

PY - 2000

Y1 - 2000

N2 - Die Steuerungen heute üblicher Industrieroboter benutzen im allgemeinen lineare Regler. Das führt bei komplexen technischen Anwendungen zu nicht unerheblichen Bahnabweichungen, da die nichtlinearen Einflüsse, wie Getriebereibung und die dynamischen Kopplungen der Armglieder, unberücksichtigt bleiben. Üblicherweise erfolgt die Reduzierung der Bahnfehler durch das Teach-In. Dabei werden vom Programmierer im Rahmen eines iterativen Prozesses sogenannte 'Falschpunkte' gesetzt, bis das gewünschte Verhalten des Roboters erzielt wird. Einen Ausweg aus dieser Situation bietet die modellgestützte Kompensation der nichtlinearen dynamischen Einflüsse. Hierzu wird ein Verfahren vorgestellt, das auf der Modellierung und Simulation des Roboters als Mehrkörpersystem beruht. Die Modellanpassung an das reale Verhalten des Roboters erfolgt durch eine Parameteridentifikation auf der Basis eines linearen LS-Schätzers. Damit können insbesondere die dissipativen Einflüsse der Robotergelenke zufriedenstellend erfasst werden. Diese Ergebnisse finden Eingang in eine nichtlineare Sollbahnvorkorrektur, die als eine Adaption der Momentenvorsteuerung aufgefasst werden kann. Der Hauptunterschied zwischen Sollbahnvorkorrektur und Momentenvorsteuerung liegt in der Art der Ansteuerung. Sie erfolgt bei der Sollbahnvorkorrektur nicht durch eine separate Information über das benötigte Moment, sondern durch eine Überlagerung der Bahninformation mit der Momenteninformation. Der Vergleich von Simulation und Experiment zeigt eine sehr gute Übereinstimmung für typische Gelenkroboter mit 6 Freiheitsgraden.

AB - Die Steuerungen heute üblicher Industrieroboter benutzen im allgemeinen lineare Regler. Das führt bei komplexen technischen Anwendungen zu nicht unerheblichen Bahnabweichungen, da die nichtlinearen Einflüsse, wie Getriebereibung und die dynamischen Kopplungen der Armglieder, unberücksichtigt bleiben. Üblicherweise erfolgt die Reduzierung der Bahnfehler durch das Teach-In. Dabei werden vom Programmierer im Rahmen eines iterativen Prozesses sogenannte 'Falschpunkte' gesetzt, bis das gewünschte Verhalten des Roboters erzielt wird. Einen Ausweg aus dieser Situation bietet die modellgestützte Kompensation der nichtlinearen dynamischen Einflüsse. Hierzu wird ein Verfahren vorgestellt, das auf der Modellierung und Simulation des Roboters als Mehrkörpersystem beruht. Die Modellanpassung an das reale Verhalten des Roboters erfolgt durch eine Parameteridentifikation auf der Basis eines linearen LS-Schätzers. Damit können insbesondere die dissipativen Einflüsse der Robotergelenke zufriedenstellend erfasst werden. Diese Ergebnisse finden Eingang in eine nichtlineare Sollbahnvorkorrektur, die als eine Adaption der Momentenvorsteuerung aufgefasst werden kann. Der Hauptunterschied zwischen Sollbahnvorkorrektur und Momentenvorsteuerung liegt in der Art der Ansteuerung. Sie erfolgt bei der Sollbahnvorkorrektur nicht durch eine separate Information über das benötigte Moment, sondern durch eine Überlagerung der Bahninformation mit der Momenteninformation. Der Vergleich von Simulation und Experiment zeigt eine sehr gute Übereinstimmung für typische Gelenkroboter mit 6 Freiheitsgraden.

M3 - Conference contribution

SP - 737

EP - 746

BT - Proc. Simulation im Maschinenbau, SIM2000

ER -